电容选型与应用知识系列大讲台—电容设计技巧与问答集锦
上期回顾：电容选型与应用知识系列大讲台—电源设计中的电容应用实例
本讲是《电容选型与应用知识系列大讲台》的最后一讲，在之前跟大家一起讨论过电容基础知识大搜罗、电解电容应用选型篇（一） 、电解电容应用选型篇（二） 、超级电容选型应用篇、电源设计中的电容应用实例，这一讲我们以Q/A的形式，一起探讨工程师在设计中使用电容的常见问题及技巧，帮助工程师了解电容特性，在电路设计中正确选择和运用电容，更好的发挥电容储能和滤波的技术特性，提高设计水平和产品可靠性....
Q：铝电解电容长期存储后，怎样进行重新赋能？
A：铝电解电容长期搁置后（2年以上），要对其进行额定电压充电处理（赋能）后使用。因为铝电解电容器长期存放后，漏电流有增加的趋势，当周围温度较高时，这种增加的趋势更为显著。主要是因为氧化铝介质膜受到了电解液中氯离子的损伤。通过赋能，可以修复氧化膜。关于赋能的方法，CDE公司推荐的方法是，经过1000Ω的电阻加上额定电压30分钟来修复氧化膜，使其漏电流减低到正常值。
Q：铝电解电容的漏电流测试的时间怎样决定？
A：铝电解电容的漏电流与其CU（C和U的乘积）有关，CU越大，漏电流也越大。漏电流随测试时间而减小，一般认为5分钟后漏电流已经减少到了接近稳定值。利用随时间而减小的特性，实际测试漏电流时，为了节省测试时间，当漏电流提前达到小于限定值时，即可认为其已经合格，不用等测完5分钟。
Q：相同容量的钽电容是否比铝电解电容的内阻更小，滤波效果更好？
A：是的，相同容量的钽电容是比铝电解电容的内阻更小。
Q：有的厂家建议为保证钽电容的可靠性，使用时串联R>3Ω/V的电阻，以限制电流在300mA以下，建议合理吗？
A：事实上这种建议是何不合理的，实际上无法按这样的要求去设计电路。实际使用上，为了保证可靠性，钽电解电容的工作电压应该至少降额50%才能保证可靠性。对于电源主回路中的钽电解电容，建议至少降额至其额定电压的1/3。根据钽电解电容在电子行业的使用经验来看，从可靠性的角度来考虑的话，选用的钽电解电容时不要选用极限参数的CU值，需要用到较大容量时，可以用2个或几个小容量的钽电解电容并联来替代一个大容量的钽电解电容以提高可靠性。
Q：大容量钽电容在热插拔领域能否有效抑制瞬态电压的干扰？
A：电容的电压其实是个连续模式的，电流可瞬间的变化，但电流的电压值瞬间是不允许变化的，它是一个连续模式，所以让它抑制瞬态电压的话，有点牵强，如果说是来抑制瞬态电流的话，可用钽电容作为一个理想的器件。
Q：请问钽电容的主要失效模式是什么？新型钽电容对此有无改进和突破？
A：目前钽电容的失效模式就是短路，这种模式对工程师来讲，有一种危害，所以有些厂商研发了一种带保险丝的钽电容，做成这种开路模式，从厂商的角度来讲，做的新的钽电容技术。
Q：钽电容的最大应用优势是什么？
A：钽电容最大的优势是没有寿命限制，另外是高CU值，就是高容量和电压的比，电压容量比是非常高的，还有就是封装上的优势，它最小可以做到0402 的小封装。
Q：如何解释“钽电容没有寿命限制”？
A：所有的钽电容有没有寿命限制是取决于它的内部所使用的材料，就是介质材料和布局的材料，有寿命限制，是因为它采用了电解液，电解液会随着使用的时间的长短蒸发引起的，如果电解蒸发完了，它就失效，所以它会有一个寿命，因为钽电是固体电容，它所有的材质，正极负极以及材质都是固体材料，所以就相对比较的稳定，只要在正常的条件下使用，理论上来讲是没有寿命限制的。
Q：钽电容器的温度和高频范围是多少？
A：如果是固体钽电容，它的温度是从负的55 度到正的125 度，随着温度的升高，电压会有一定的衰减，温度如果是100 度，电压是6.3 伏的话，那可能就要增加0.9，如果到125 度的话，会有更低的压降，在规格书里面都有详细的介绍，至于说高频特性，这个要看是多大，这些频率是有一定的变化的。钽电容在一般的频率下，随着频率的升高，容量不会特别的大，像其它的ESR 值会有一些变化的。
Q：钽电容和MLCC 在应用上有何不同？
A：钽电容和MLCC 是两种完全不同的电容，介质材料也是完全不一样的，MLCC 是采用叠成的方式，而钽电容是一个整体方式，叠成的方式在电压或者是电流通过的时候，会有杂音存在，就是机械共振物理现象存在，比说说MLCC 的等效串联电阻值要远远低于钽电容，但是现在MLCC 的技术是不能够完全替代钽电容，在大溶质上面还不能做到，所以钽电容在大电容方面有很大的优势。
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Q：请问湿式钽电容与同规格的干式相比，哪种类型价格低？
A：湿式钽电容和钽电容是完全应用在不同的地方的，湿式钽电容应用在一些比较特殊的场合，像石油勘探和一些比较特殊的军工领域，钽电容主要是应用在一些工业领域方面，像消费类的电子产品方面，它们的价格是完全不能对比的，湿式钽电容的价格幅度比较大，但是相对的钽电容的价格就比较便宜的，湿式电容每批采购的数量会很少，有时候甚至是几个几个都可以买，但是钽电容却是论批次买的，所以它们的价格是没有办法对等的。
Q：超级电容器是否比电池更好？
A：超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏。超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。
Q：如何选择我所需的超级电容器？
A：首先，功率要求、放电时间及系统电压变化起决定作用。
其次，超级电容器的输出电压降由两部分组成，一部分是超级电容器释放能量；另一部分是由于超级电容器内阻引起。两部分谁占主要取决于时间，在非常快的脉冲中，内阻部分占主要的，相反在长时间放电中，容性部分占主要。
根据最高工作电压、工作截止电压、平均放电电流、放电时间多长这四个基本参数决定您选择电容器的大小。
Q：积分电容用什么类型的效果好
A：基本原则是：漏电流要小。积分电容理论上说采用云母电容最好。精度、稳定度、温度影响等不比 CBB 差，而且没有吸收效应，应该试最为理想的器件。但是，云母电容容量不容易做得太大（一般 10P-10000P)，而且价格非常高。目前市场上常用的电容器损耗比较低的也就是 CBB 和云母。CBB 的成品容量比较大，所以选 CBB 电容 。
Q：同样容量的电容，并联越多的小电容越好吗？
A：耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于 ESR 自然是越低越好。ESR 与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固定时候，容量越大，ESR 越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与 PCB 空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR 越低，效果越好。理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出。
Q：ESR 越低，效果越好吗？
A：结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。相对容量的要求，对 ESR 的要求可以适当的降低。因为输入电容主要是耐压，其次是吸收MOSFET 的开关脉冲。对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点。ESR 的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量。但这里要注意的是 ESR 并不是越低越好，低 ESR 电容会引起开关电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。
Q：滤波电容、旁路电容、退耦电容的区别？
A：滤波电容、旁路电容、退藕电容主要是从不同的角度来命名。事实上，它们的原理和功能是一样的。都是利用了电容器的储能功能和阻抗频率性能。有时不同的人的叫法之间会互相混淆。事实上可以不必区分得那么清楚，只要记住“大电容滤除低频，小电容滤除高频”这个业界总结出来的经验即可。
Q：耦合电容器的选用？
A：大家都知道耦合电容器再放大电路中主要起同交流阻直流的作用。电容器本身是有阻抗的，而且也有漏电流。所以要根据不同的需要选择合适的电容器。对于低频电路，比如音频电路，电容器的容量必须足够大，电容器的阻抗才够小，所以一般是用电解电容做低频电路的耦合电容。由于电解电容器的漏电流较大，所以必须选用低漏电系列的电解电容器。对于要求较高的场合，可以选用有机薄膜电容器作低频耦合电容，不过有机薄膜电容的体积较大、价格较高。高频放大电路中，此时即使容量不大阻抗也较小，片式陶瓷电容成为高频耦合电容的最佳选择，因为陶瓷电容有较好的高频性能。
Q：在mp3、手机的音频电路里，最常用的容量是多少？
A：在MP3、手机的音频电路里，最常用的容量是从10UF 到220UF 的，其实山寨机手机里面，采用的是33UF,如果想要手机有更好的音效效果，建议使用100UF 或者220UF 的钽电容。
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